Qual è il principio di una glove box a gas neutro?
Una glove box è un volume ermetico in cui viene creata un’atmosfera particolare per manipolare vari elementi. È composta da una struttura in acciaio inox, pareti trasparenti con guanti protettivi, camere di transito, regolatori e sistemi di sicurezza automatici.
Quando la glove box è purificata con gas neutro, la sua atmosfera viene costantemente rinnovata e purificata tramite un ricircolo a circuito chiuso con un depuratore di gas. Un’alimentazione di gas neutro collegata al circuito compensa automaticamente qualsiasi mancanza di gas nella glove box. Il gas puro sostituisce l’aria all’interno della camera per prevenire reazioni con gli elementi manipolati. Il purificatore di gas rimuove ossigeno, acqua e solventi.
Inoltre, la pressione interna della glove box a gas neutro è leggermente superiore alla pressione atmosferica. In questo modo, i composti atmosferici come l’ossigeno o l’umidità vengono espulsi automaticamente dalla camera anche in caso di perdite. Questo è noto come funzionamento in sovrapressione.
Diversi gas neutri utilizzati in una glove box
I gas neutri o inerti sono gas che non reagiscono con gli elementi chimici durante gli esperimenti. Un gas considerato neutro durante una reazione chimica potrebbe non esserlo in altre circostanze. Quali sono i gas utilizzati per inertizzare una glove box dedicata alla protezione dei prodotti?
- Argon (Ar);
- Azoto (N2) (reattivo con titanio o litio);
- Elio (He), usato raramente, più specificamente nell’industria in miscele che permettono di rilevare perdite di un componente (ad esempio la chiusura di un pacemaker).
Esistono due tipi di glove box a gas inerte:
- Il lavaggio a perdere sotto flusso di gas: l’atmosfera viene rinnovata da un lavaggio continuo di gas. In questo caso, la glove box consuma un grande volume di gas inerte.
- Circuito chiuso con depuratore di gas: il gas circola in un circuito chiuso grazie all’unità di purificazione. Permette inoltre una purificazione continua di tracce di O2 e H2O. In questo caso, il consumo di gas inerte è notevolmente ridotto e permette una purezza interna in ppm.
Uso dei gas neutri
Per garantire il contenimento di processi o prodotti in atmosfera controllata, il gas deve essere purificato. Una volta purificato, il gas permetterà la creazione di un ambiente di lavoro richiesto da prodotti reattivi all’ossigeno e all’acqua. Quindi, prima di essere introdotto nella glove box, il gas neutro passerà attraverso un sistema di purificazione del gas. La purificazione di questo gas è essenziale affinché possa avere la qualità richiesta, garantendo la purezza necessaria per la manipolazione dei prodotti.
Dopo la purificazione, può essere utilizzato in sostituzione dell’aria nella glove box. Così, dopo questa purificazione, il gas neutro è completamente privo di ossigeno e acqua. La purificazione del gas è un passaggio molto importante perché basta una piccolissima quantità di componenti aerodispersi affinché alcuni prodotti reagiscano. A soli pochi ppm, alcune sostanze possono ossidarsi o risultare igroscopiche.
Per consentire la purificazione e il rinnovo dell’atmosfera di una glove box, la circolazione del gas neutro all’interno della camera deve essere eseguita correttamente. È quindi essenziale utilizzare un’unità di depurazione del gas per consentire tale processo. Un sistema di depurazione del gas assicura il ricircolo a circuito chiuso del gas nella glove box.
Una glove box include anche altri componenti
Una glove box può essere composta da vari componenti di sicurezza, sensori, regolatori, guanti di manipolazione e un’unità di depurazione del gas. Una protezione idraulica impedisce che l’interno del box vada in sovrapressione. Tutti questi componenti contribuiscono al corretto funzionamento della glove box.
Diversi settori utilizzano la glove box a gas neutro: microelettronica, chimica organometallica, industria aeronautica e spaziale, semiconduttori, ricerca e sviluppo e molti altri.
Quali sono le applicazioni di una glove box a gas neutro?
La glove box in atmosfera inerte impedisce ai materiali altamente reattivi di entrare in contatto con i componenti atmosferici. Con il gas neutro, i livelli di ossigeno e umidità sono mantenuti al di sotto di 1 ppm. Può essere utilizzata in vari processi industriali e scientifici. Che si tratti di ricerca, produzione o costruzione, imballaggio, ecc., è indispensabile per qualsiasi processo che altrimenti reagirebbe all’aria ambiente.
Esempi di applicazioni della glove box a gas neutro:
- Esperimenti anaerobici rigorosi;
- Produzione additiva;
- Saldatura laser, saldatura di titanio, leghe aerospaziali e superleghe;
- Chimica organometallica;
- Assemblaggi e test elettrochimici;
- Scienza dei materiali e dei polimeri, ecc.
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